JP7392665B2 - 通信装置、通信制御装置、通信方法、及び通信制御方法 - Google Patents
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Description
1.はじめに
1.1.システム構成
1.2.関連技術
1.3.提案技術の概要
2.構成例
2.1.基地局の構成例
2.2.端末装置の構成例
3.第1の実施形態
4.第2の実施形態
5.応用例
6.まとめ
<1.1.システム構成>
図1は、本開示の一実施形態に係るシステム1の全体構成の一例を示す図である。図1に示したように、システム1は、基地局100(100A及び100B)、端末装置200(200A及び200B)、コアネットワーク(Core Network)20、及びPDN(Packet Data Network)30を含む。
(1)BWP(Bandwidth Part)
図2は、BWPについて説明するための図である。図2に示すように、CC#1は、複数のBWP(#1及び#2)を含み、CC#2は、複数のBWP(#1及び#2)を含む。なお、本明細書において、#の後の数字は、インデックスを示すものとする。異なるCCに含まれるBWPは、インデックスが同一であっても、異なるBWPを示している。BWPは、ひとつのオペレーション周波数帯域幅(operation band width)であるCCを複数の周波数帯域幅に分けたものである。各々のBWPにおいては、異なるサブキャリア間隔(Subcarrier spacing)を設定することができる。
送受信を行うことが可能なBWPは、アクティブBWPとも称される。そして、同時に送受信を行うことが可能なBWPの数は、アクティブBWPの数とも称される。基地局100のアクティブBWPの数は複数である。他方、端末装置200のアクティブBWPの数は1つである場合がある。もちろん、アクティブBWPの数が複数の端末装置200も、将来的には登場すると考えられる。これらのシナリオを、下記の表1に示す。
本実施形態では、複数のBWPに焦点を当てて説明している。しかし、後述する、本開示のアンテナスイッチングの方法は、複数のCC(Component Carrier)の場合にも適用可能である。CCとは、オペレーションしている周波数バンドである。実際には、隣接したBWPの方が適用される場合が多いことが考えられる。隣接したBWPの方が周波数的に近いからである。従って、本開示においてBWPとして説明している箇所は、基本的にCCに入れ替えても良い。複数のBWPは同時刻に使用できることを想定しているが、CCの場合も、複数のCCを同時刻に使うことを想定する。
基地局100は、ビームフォーミングを行って端末装置200と通信することで、例えば通信品質を向上させることができる。ビームフォーミングの手法としては、端末装置200に追従するようなビームを生成する手法と、候補のビームの中から端末装置200に追従するようなビームを選択する手法とがある。前者の手法は、ビームを生成する度に計算コストがかかることから、将来の無線通信システム(例えば、5G)において採用されることは考えづらい。一方で、後者の手法は、3GPP(Third Generation Partnership Project)のリリース13のFD-MIMO(Full Dimension Multiple Input Multiple Output)でも採用されている。後者の手法は、コードブックベースビームフォーミング(codebook based beam forming)とも称される。
NRでは、通信に用いるべき最適なビームを選択するために、ビーム群に属する複数のビームの各々を用いて、測定用信号(既知信号)を送信する又は受信する、ビームスィーピングについて検討されている。測定用信号は、参照信号(Reference Signal)とも称される場合がある。ビームスィーピングしながら送信された測定用信号の測定結果に基づいて、最適な送信用(以下、Txビームとも称する)を選択することができる。その一例を、図3を参照して説明する。
CSI(Channel State Information)取得手続きは、上述したビームスィーピングを伴うビーム選択手続きにより、最適なビームが選択された後に実行される。CSI取得手続きにより、選択されたビームを用いた通信におけるチャネル品質が取得される。例えば、CSI取得手続きにおいて、CQI(Channel Quality Indicator)が取得される。
アンテナの指向性を制御するために、アナログ回路ですべての処理を行うアーキテクチャが考えられる。そのようなアーキテクチャは、フルデジタルアーキテクチャとも称される。フルデジタルアーキテクチャでは、アンテナの指向性を制御するために、アンテナ(即ち、アンテナ素子)と同じ数だけのアンテナ重みがデジタル領域で(即ち、デジタル回路により)適用される。アンテナ重みとは、振幅及び位相を制御するための重みである。しかし、フルデジタルアーキテクチャでは、デジタル回路が大きくなってしまうという短所があった。このような、フルデジタルアーキテクチャの欠点を解消するアーキテクチャとして、アナログ-デジタルハイブリットアンテナアーキテクチャがある。
図6では、一つのデジタル領域の重みに3つのアナログ領域のフェイズシフターが接続されている。この一つのデジタル領域の重みと、3つのアナログ領域のフェイズシフターとの組をアンテナパネルとして纏めて配置することができる。図6に示したのは、アンテナ素子3つでアンテナパネルを構成し、このアンテナパネルが2つある場合の例になっている。表2で説明したが、通常は、一つのパネルでは、同じ時間に別の周波数を使って別の方向のビームを作ることができない。しかし、2つのパネルを使えば、同一時間であっても、別の方向のビームを作ることができる。このアンテナパネルの構成は、基地局側と端末側の両方で使用される。
ビームスィーピングやCSI取得手続きを実施するためには、基地局装置100と端末装置200との間でリファレンス信号の送受信が必要となる。また、基地局装置100と端末装置200との間でユーザデータを送受信する場合にも、リファレンス信号の送受信が必要となる。これらのリファレンス信号は、基本的は、周波数と時間のリソースで指定され、一部、直交するシーケンスを使用してリソースを指定する場合も含まれる。一方、ユーザデータは、制御信号に含まるスケジューラーがユーザデータの周波数と時間リソースを指定する。ユーザデータの場合は、直交するシーケンスをリソースとして割り当てることはない。周波数と時間リソースのみである。
(10-1)ビームマネジメント段階でのアンテナパネルとビームの選択
ビームマネジメント中は、基地局100から到来するビームを端末装置200側で、試行錯誤しながら、どのアンテナパネルのどのビームで受信すべきかを決定する。異なるアンテナパネルは、基本的に同時に動作することが可能であるので、例えば4つのリソースがダウンリンクビーム用の同一のビームに対するリファレンス信号のリソースとして設定されている場合には、端末装置200は、アンテナパネル毎に、異なる4つの受信ビームを使用し、どれが望ましい受信ビームであるかを決定することができる。このような動作を基地局100側の異なる方向に対応するダウンリンクビームの本数分行う。ダウンリンクビームの本数が10本の場合には、10×4=40個のリソースを使って、端末装置200が受信ビームを観測することにより、基地局100からの望ましいビームと端末装置200側のアンテナパネルと望ましいビームとを決定することができる。
CSI手続き段階は、基地局100で送信用のプリコーディング(より細かいアンテナ制御)を使った上で、チャネルの品質をより詳しく確認する段階である。CSI手続き段階では、先のビームマネジメント段階で同定した端末装置200のアンテナパネルと、そのアンテナパネルの中で一番望ましいと判断したビームで、CSI手続き用のリファレンス信号の受信を行う。
以上は、1つの基地局100に複数のアンテナパネルが搭載されていることを前提としていた。しかし、端末装置200の周りに複数の基地局100が配置されている場合も考えられる。端末装置200は、その複数の端末装置200(マルチ基地局)の複数のアンテナパネルとの間で同期を取得する必要がある。この同期は、周波数同期と時間同期の両方の同期である。この場合のマルチ基地局は、セルIDが同一であるものを想定している。従って、端末装置200から見ると同一のセルであるが、実際に信号を送受信するのは、物理的には、異なる基地局100となる。
ビームリカバリとは、基地局100と端末装置200との間のビームが何らかの理由(車や人、建物などによるブロッキング等)で使えなくなった際に、端末装置200が新たな別のビームを探し出して使用することである。ビームリカバリが必要な理由は概ね以下の通りである。
<2.1.基地局の構成例>
図8は、本実施形態に係る基地局100の構成の一例を示すブロック図である。図8を参照すると、基地局100は、アンテナ部110、無線通信部120、ネットワーク通信部130、記憶部140及び制御部150を備える。
アンテナ部110は、無線通信部120により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部110は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部120へ出力する。
無線通信部120は、信号を送受信する。例えば、無線通信部120は、端末装置へのダウンリンク信号を送信し、端末装置からのアップリンク信号を受信する。
ネットワーク通信部130は、情報を送受信する。例えば、ネットワーク通信部130は、他のノードへの情報を送信し、他のノードからの情報を受信する。例えば、上記他のノードは、他の基地局及びコアネットワークノードを含む。
記憶部140は、基地局100の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
制御部150は、基地局100全体の動作を制御して、基地局100の様々な機能を提供する。本実施形態では、制御部150は、設定部151と、通信制御部153と、を含んで構成される。
図9は、本実施形態に係る端末装置200の構成の一例を示すブロック図である。図9を参照すると、端末装置200は、アンテナ部210、無線通信部220、記憶部230及び制御部240を備える。
アンテナ部210は、無線通信部220により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部210は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部220へ出力する。
無線通信部220は、信号を送受信する。例えば、無線通信部220は、基地局からのダウンリンク信号を受信し、基地局へのアップリンク信号を送信する。
記憶部230は、端末装置200の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
制御部240は、端末装置200全体の動作を制御して、端末装置200の様々な機能を提供する。本実施形態では、制御部240は、取得部241と、通信制御部243と、を含んで構成される。
同時にメンテナンスしている複数のビームリンクが、端末装置200の都合でメンテナンス不可能になる場合がある。例えば、端末装置200が実行するアプリケーションの計算負荷による温度上昇等の理由で、ビームリンクの数を減らしたいといった要求が起きる場合がある。その場合、端末装置200からネットワーク側にどのように報告するかを決めるべきである。
一度ビームリンク失敗(beam link failure)を起こした時に、端末装置200は、同じビームを使って、ビームリンク失敗とビームリカバリリクエストのメッセージをランダムアクセスのリソースにより送信したとしても、そのビームはブロッキングされているために、そのメッセージが基地局100に届かない場合がある。
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用可能である。
(第1の応用例)
図19は、本開示に係る技術が適用され得るeNBの概略的な構成の第1の例を示すブロック図である。eNB800は、1つ以上のアンテナ810、及び基地局装置820を有する。各アンテナ810及び基地局装置820は、RFケーブルを介して互いに接続され得る。
図20は、本開示に係る技術が適用され得るeNBの概略的な構成の第2の例を示すブロック図である。eNB830は、1つ以上のアンテナ840、基地局装置850、及びRRH860を有する。各アンテナ840及びRRH860は、RFケーブルを介して互いに接続され得る。また、基地局装置850及びRRH860は、光ファイバケーブルなどの高速回線で互いに接続され得る。
(第1の応用例)
図21は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン900の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン900は、プロセッサ901、メモリ902、ストレージ903、外部接続インタフェース904、カメラ906、センサ907、マイクロフォン908、入力デバイス909、表示デバイス910、スピーカ911、無線通信インタフェース912、1つ以上のアンテナスイッチ915、1つ以上のアンテナ916、バス917、バッテリー918及び補助コントローラ919を備える。
図22は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置920の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置920は、プロセッサ921、メモリ922、GPS(Global Positioning System)モジュール924、センサ925、データインタフェース926、コンテンツプレーヤ927、記憶媒体インタフェース928、入力デバイス929、表示デバイス930、スピーカ931、無線通信インタフェース933、1つ以上のアンテナスイッチ936、1つ以上のアンテナ937及びバッテリー938を備える。
以上説明したように本開示の第1の実施形態によれば、ビームレポートと1対1でマッピングされるビームリンクIDを用いて、停止するビームリンクを指定する端末装置200、及び、ビームレポートと1対1でマッピングされるビームリンクIDを端末装置200に通知する基地局100が提供される。
(1)
基地局から送信されるビームに関するビームの測定結果に1対1で対応するビームリンク識別子を取得する取得部と、
前記ビームリンク識別子を用いて、停止する前記基地局とのビームリンクを指定する通信制御部と、
を備える、通信装置。
(2)
前記通信制御部は、ビームリンクのメンテナンスを行う最大数を、前記ビームの測定結果とともに前記基地局に報告する、前記(1)に記載の通信装置。
(3)
前記通信制御部は、前記最大数を、Bandwidth part(BWP)毎に報告する、前記(2)に記載の通信装置。
(4)
基地局との間のビームの回復リクエストに使用するビームの優先度の設定を取得する取得部と、
前記優先度に基づいて回復リクエストに使用するビームを選択する通信制御部と、
を備える、通信装置。
(5)
前記通信制御部は、前記基地局との間のリンクの切断を検出したビームと異なるビームの中にあるランダムアクセス用のリソースで前記回復リクエストを前記基地局へ送信する、前記(4)に記載の通信装置。
(6)
前記異なるビームは2つ以上である、前記(5)に記載の通信装置。
(7)
前記通信制御部は、複数のリンクの切断に対するビームの回復リクエストを一つのランダムアクセス用のリソースの中で1つのメッセージとして纏めて実行する、前記(5)または(6)に記載の通信装置。
(8)
前記1つのメッセージで1つのビームの回復リクエストを出力することができるための、リンクの切断の検出時間の閾値が設定される、前記(7)に記載の通信装置。
(9)
前記通信制御部は、2つ以上のリンクの切断を検出するリソースのために使われる1つのランダムアクセス用のリソースで前記回復リクエストを前記基地局へ送信する、前記(4)~(8)のいずれかに記載の通信装置。
(10)
送信するビームに関する端末装置からのビームの測定結果に1対1で対応するビームリンク識別子を設定する通信制御部と、
前記ビームリンク識別子を用いて前記ビームを受信する前記端末装置が停止するビームリンクに関する情報を取得する取得部と、
を備える、通信制御装置。
(11)
前記取得部は、ビームリンクのメンテナンスを行う最大数を、前記ビームの測定結果とともに前記端末装置から取得する、前記(10)に記載の通信制御装置。
(12)
前記取得部は、前記最大数を、Bandwidth part(BWP)毎に取得する、前記(11)記載の通信制御装置。
(13)
端末装置との間のビームの回復リクエストに使用するビームの優先度の設定を送信する通信制御部と、
前記優先度に基づいて回復リクエストに使用するよう選択されたビームに関する情報を取得する取得部と、
を備える、通信制御装置。
(14)
前記取得部は、前記端末装置との間のリンクの切断を検出したビームと異なるビームの中にあるランダムアクセス用のリソースで送信された前記回復リクエストを取得する、前記(13)に記載の通信制御装置。
(15)
前記異なるビームは2つ以上である、前記(14)に記載の通信制御装置。
(16)
前記取得部は、複数のリンクの切断に対し、一つのランダムアクセス用のリソースの中で1つのメッセージとして纏めて実行されたビームの回復リクエストを取得する、前記(14)または(15)に記載の通信制御装置。
(17)
前記通信制御部は、前記1つのメッセージで1つのビームの回復リクエストを出力することができるための、リンクの切断の検出時間の閾値を前記端末装置に設定する、前記(16)に記載の通信制御装置。
(18)
前記取得部は、2つ以上のリンクの切断を検出するリソースのために使われる1つのランダムアクセス用のリソースで送信された前記回復リクエストを取得する、前記(13)~(17)のいずれかに記載の通信制御装置。
(19)
基地局から送信されるビームに関するビームの測定結果に1対1で対応するビームリンク識別子を取得することと、
前記ビームリンク識別子を用いて、停止する前記基地局とのビームリンクを指定することと、
を備える、通信方法。
(20)
送信するビームに関する端末装置からのビームの測定結果に1対1で対応するビームリンク識別子を設定することと、
前記ビームリンク識別子を用いて前記ビームを受信する前記端末装置が停止するビームリンクに関する情報を取得することと、
を備える、通信制御方法。
200 端末装置
Claims (20)
- 複数のアンテナパネルと、
基地局から送信されるビームの測定結果に1対1で対応するビームリンク識別子を取得する取得部と、
前記ビームリンク識別子を用いて、メンテナンスを停止する前記基地局とのビームリンクを指定する通信制御部と、
を備え、
前記複数のアンテナパネルそれぞれに対して、対応するビームを決定する、
通信装置。 - 前記通信制御部は、ビームリンクの前記メンテナンスを行う最大数を、前記ビームの測定結果とともに前記基地局に報告する、請求項1に記載の通信装置。
- 前記通信制御部は、前記最大数を、Bandwidth part(BWP)毎に報告する、請求項2に記載の通信装置。
- 複数のアンテナパネルと、
基地局との間のビームの回復リクエストに使用するビームの優先度の設定を取得する取得部と、
前記優先度に基づいて回復リクエストに使用する前記ビームを選択する通信制御部と、
を備え、
前記複数のアンテナパネルそれぞれに対して、対応する前記ビームを決定する、通信装置。 - 前記通信制御部は、前記基地局との間のリンクの切断を検出したビームと異なるビームの中にあるランダムアクセス用のリソースで前記回復リクエストを前記基地局へ送信する、請求項4に記載の通信装置。
- 前記異なるビームは2つ以上である、請求項5に記載の通信装置。
- 前記通信制御部は、複数のリンクの切断に対するビームの回復リクエストを一つのランダムアクセス用のリソースの中で1つのメッセージとして纏めて実行する、請求項5に記載の通信装置。
- 前記1つのメッセージで1つのビームの回復リクエストを出力することができるための、リンクの切断の検出時間の閾値が設定される、請求項7に記載の通信装置。
- 前記通信制御部は、2つ以上のリンクの切断を検出するリソースのために使われる1つのランダムアクセス用のリソースで前記回復リクエストを前記基地局へ送信する、請求項4に記載の通信装置。
- 送信するビームに関する端末装置からのビームの測定結果に1対1で対応するビームリンク識別子を設定する通信制御部と、
前記ビームリンク識別子を用いて前記ビームを受信する前記端末装置であって、複数のアンテナパネルを備え、前記複数のアンテナパネルそれぞれに対して、対応するビームを決定する前記端末装置がメンテナンスを停止するビームリンクに関する情報を取得する取得部と、
を備える、通信制御装置。 - 前記取得部は、ビームリンクの前記メンテナンスを行う最大数を、前記ビームの測定結果とともに前記端末装置から取得する、請求項10に記載の通信制御装置。
- 前記取得部は、前記最大数を、Bandwidth part(BWP)毎に取得する、請求項11に記載の通信制御装置。
- 端末装置との間のビームの回復リクエストに使用するビームの優先度の設定を、複数のアンテナパネルを備え、前記複数のアンテナパネルそれぞれに対して、対応する前記ビームを決定する端末装置に送信する通信制御部と、
前記優先度に基づいて回復リクエストに使用するよう選択された前記ビームに関する情報を前記端末装置から取得する取得部と、
を備える、通信制御装置。 - 前記取得部は、前記端末装置との間のリンクの切断を検出したビームと異なるビームの中にあるランダムアクセス用のリソースで送信された前記回復リクエストを取得する、請求項13に記載の通信制御装置。
- 前記異なるビームは2つ以上である、請求項14に記載の通信制御装置。
- 前記取得部は、複数のリンクの切断に対し、一つのランダムアクセス用のリソースの中で1つのメッセージとして纏めて実行されたビームの回復リクエストを取得する、請求項14に記載の通信制御装置。
- 前記通信制御部は、前記1つのメッセージで1つのビームの回復リクエストを出力することができるための、リンクの切断の検出時間の閾値を前記端末装置に設定する、請求項16に記載の通信制御装置。
- 前記取得部は、2つ以上のリンクの切断を検出するリソースのために使われる1つのランダムアクセス用のリソースで送信された前記回復リクエストを取得する、請求項13に記載の通信制御装置。
- 複数のアンテナパネルを備える通信装置の通信方法であって、
基地局から送信されるビームの測定結果に1対1で対応するビームリンク識別子を取得することと、
前記ビームリンク識別子を用いて、メンテナンスを停止する前記基地局とのビームリンクを指定することと、
前記複数のアンテナパネルそれぞれに対して、対応するビームを決定することと、
を備える、通信方法。 - 送信するビームに関する端末装置からのビームの測定結果に1対1で対応するビームリンク識別子を設定することと、
前記ビームリンク識別子を用いて前記ビームを受信する前記端末装置であって、複数のアンテナパネルを備え、前記複数のアンテナパネルそれぞれに対して、対応するビームを決定する前記端末装置がメンテナンスを停止するビームリンクに関する情報を取得することと、
を備える、通信制御方法。
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